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為什么要增加隔離變壓器及隔離變壓器的作用、特點

作者: 發布日期:2012-07-30 來源:

人們常會在電源上加一顆功率容量不小的隔離變壓器,HP的SKVA或國內有廠商推出IKVA等。有的用220v的冷氣插座轉降110V,有的則是110V變110V的1:1方式,而其作用就是要把電源中的雜訊減小,提高電源之S/N比。在國內尤其是普通的110V及220V,因為家家戶戶都有電器在使用,像微波爐、電磁爐。開關、馬達運轉等,在電源上會以倍頻或突波的方式傳至各電源插,因此電源受到污染的情形相當嚴重。除非你能不計一切代價用各種方式自己發電,否則就要想辦法改善電源中的噪訊。

其實隔離變壓器的原理很簡單,主要就是針對這些雜訊都是中高周波的特性而設計。因為我們知道,中高周波在我們的矽鋼片型的變壓器耗損相當大。不大會從一次線圈感應到二次線圈輸出,因此就可以達到我們要干凈電源的目的。但有些人不免擔心會影響到動態范圍、音場音色等問題,其實要看這個隔離變壓器本身的制作水準和功率容量而定,究竟是EI型的好,或是環型的好?我們只能說。使用時,我們仍要建議你做好隔離變壓器本身接地的迴路,往往使用者忽視這個重要性,變壓器會產生磁漏及電磁干擾。如果沒有把外殼金屬導電的部位接到大地或電源配置好接地線路,既使做再多的隔離效果也是有限的。還有要注意的,如果變壓器本身空載就發燙。這樣子功率容量會減小。如果變壓器會振動的話,那勸你還是換一個。不然它的雜音就會蓋過許多音樂細節了。環型好的很貴,EI型的很笨重。

了解隔離變壓器

擁有兩個或兩上以上獨立分開的線圈的變壓器都可以叫隔離變壓器,因為初級和次級已經完全分開(隔離),是通過磁場來傳遞能量。

由于分開后,人不可能再接到“市電火線”,相對來說,變得安全了。至于50W的功率和出現短路的情況,首先要說明:短路是要絕對的避免,功率越大越要避免,功率越大的變壓器耐受短路的時間越短!因為短路后功率會急劇增大(一般數倍、數十倍于額定功率),會很快損壞。不過,開關電源或者高頻變壓器則不一定害怕短路,因為那些一般都設計有保護電路。另外,隔離后也不等于絕對安全,因為變壓比為1比1(或者較小)的隔離變壓器的輸出電壓可能會高于36V,當你同時接觸兩根線時,任會有電流流過你的人體。

要知道為什么要用隔離變壓器,首先要先了解我國的供電系統,我國的供電系統在供給低壓用戶時,一般采取三相四線制,中性線接地,通俗點,就是到居民家的電線,一根是相線(火線),里另一根是零線,它是和大地同地位,當人體由于觸及熱底板時,就會使電流通過人體,和大地構成回路,造成觸電危害,如果使用隔離變壓器,就會安全些,因為初級和次級是通過磁場交換能量,沒有物理上的硬連接,就算人體觸及帶電的物品,也會因為人體和大地同地位,而使帶電部位的電位為低電位,不會引起觸電危害。使用隔離變壓器要注意兩點。1、變壓器的次級兩端都不能接地,2、人體不能同時觸及次級兩端,否者,就有觸電的危險。

隔離變壓器的特點

隔離變壓器在交流電源輸入端的特點:

若電網三次諧波和干擾信號比較嚴重,采用隔離變壓器,可以去掉三次諧波和減少干擾信號。

采用隔離變壓器可以產生新的中性線,避免由于電網中性線不良造成設備運行不正常

非線性負載引起的電流波形畸變(如三次諧波)可被隔離而不污染電網。

隔離變壓器在交流電源輸出端的特點:

防止非線性負載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對電網產生污染,起到凈化電網的作用。在隔離變壓器輸入端采樣,使得非線性負載電流的畸變不影響取樣的準確性,得到能反應實際情況的控制信號。

若負載不平衡,也不影響穩壓電源的正常工作。

利用DC/DC轉換器消除高頻瞬態干擾

RS-232/485是PC機與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口,被定義為一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標準。但在實際的電路應用中,RS-232/485通信經常會受到干擾及浪涌的影響,引起干擾的原因非常多,要解決干擾的問題,須先找出引起干擾的原因,再針對問題進行解決。一般采用增加隔離變壓器來解決干擾的問題,這種方法主要是針對來自電源的傳導干擾,可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前,同時還兼有電源電壓變換的作用。

可以使用隔離變壓器來防護串行接口免受高頻瞬態干擾損壞,這種技術正在被廣泛地應用在相應的領域中,起到對接口電路及后級電路的安全隔離、保護的作用。

但是在很多情況下,單單只使用隔離變換器還不能達到隔離保護的作用。實際上,只要電路輸入端有浪涌脈沖發生的可能,或者輸入端的電源不穩定(如汽車電瓶等),電路中還是會存在高頻瞬態干擾的,這將會對電路造成很大損壞。一般在切換大功率感性負載,如電機、變壓器、繼電器等或閃電過程等,都會產生幅度很高的瞬態干擾,如果不加以適當防護,就會損壞RS-422或RS-485通信接口,甚至損壞后級電路。對于這種瞬態干擾,可以采用隔離或旁路的方法加以防護。最常用及最有效的辦法是在隔離變換器的輸入端接上一個TVS管或穩壓管(低壓降)。外,對TVS管的耐壓、鉗位電壓等參數的選擇也要適當,如果耐壓、鉗位電壓太高則起不到保護作用,太低則會影響電路的工作。

用隔離變壓器降低UPS輸出零地電壓

介紹用隔離變壓器降低UPS零地電壓的方法,解決了UPS上電開機前零地電壓低,而開機后零地電壓升高的現象。為有效地降低輸出的零地電壓,保證負載可以正常上電開機,通常的做法是采用加裝隔離變壓器的辦法,來隔離輸入和輸出之間的電氣連接,在變壓器副邊零地短接,從而達到降低零地電壓的目的。對于中小功率的UPS,一般采用在其輸出端加裝輸出隔離變壓器;對于三進三出的大功率UPS,一般采用在其旁路輸入加裝旁路隔離變壓器。

連接方式構成的UPS供電系統不會對電網和負載造成任何負面影響。但應注意不要把負載零線連接到電網零線,同時一定要保證接地排的接地滿足機房的接地規范并保證可靠性,由于接地排的不可靠可能會造成設備損壞甚至人身傷害。如果要降低用戶負載的零地電壓,則可以在負載附近安裝艾默生的精密配電中心PPC。外,對TVS管的耐壓、鉗位電壓等參數的選擇也要適當,如果耐壓、鉗位電壓太高則起不到保護作用,太低則會影響電路的工作。

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